基于单片机的智能浇花系统的设计

基于单片机的智能浇花系统的设计(论文10300字)
摘   要
随着社会的不断进步，人们的生活质量越来越高，在家里养些花卉既可以美化家中环境、净化空气，还能够陶冶情操、丰富生活，因此，养花如今被越来越多的人所喜爱。然而生活中人们总有忙碌或忘记的时候，花卉不能得到及时的浇灌，以至于出现长势难看甚至枯死的现象。本文旨在设计出一个能够智能化浇花的装置，方便人们在无暇顾及时花卉也能得到适时适量的浇水。本文利用土壤湿度测量和水泵设计了一个能够智能自动浇水的系统，在设计过程中重点分析论证了设计中所选择的单片机的主控芯片，模数转换芯片，土壤湿度传感器等。整个系统的设计分为硬件分析和软件设计两大部分，在硬件部分详细讨论了各部分所采用的电路原理，控制策略以及实现方法。软件部分介绍了主程序和核心的模数转换程序。系统利用YL-69土壤湿度传感器来测量土壤干燥度，并将模拟电压量输入到ADC0809转换芯片转换成数字量，再通过STC89C51单片机输出给LED数码管进行显示，同时单片机判断是否输出控制信号，控制继电器工作继而控制水泵是否通电，由此来达到智能浇花的目的，具有一定的实用价值。
关键词：土壤湿度传感器  模数转换  水泵

Design and implementation of intelligent watering system based on single chip microcomputer
ABSTRACT
With the progress of society,people's life is more and more high quality.Growing flowers can purify the air, edify sentiment and enrich life,therefore, growing flowers are loved by many people now.However, there are always busy or forget in life and flowers cannot be watering in time, so they become ugly even dead.This paper is to design an intelligent watering device to convenient flowers can also get proper watering when people no time for caring. This paper designs an intelligent automatic watering system by measurement of soil moisture and water pump.The main design analysis are the main chip of MCU, analog to digital conversion chip and soil humidity sensor etc. The entire system is designed into hardware and software two parts.A detailed discussion of the various parts of the circuit schematic used in the hardware section, control strategy and implementation. The software module is introduced according to the main program and core analog-to-digital conversion program. The system uses YL-69 soil moisture sensor to test soil moisture and transfer analog voltage to the ADC0809 to converted into digital quantity.Then the MCU displays the information on the LED digital tube. At the same time, the MCU determines whether the output control signal outputs control signal, controls relay operation and then control the on-off of the pump power in order to realize the purpose of intelligent watering.This design has some practical value.
Key Words：Soil humidity sensor；Analog to digital conversion；Water pump
 
本文的结构安排
第一章引言部分论述了选择此课题的目的和意义，并介绍了自动浇花系统在国内外发展状况。第二章方案选择分别阐述了本设计选用的各种元器件的选择原因，然后介绍本设计的主要方案。第三章是硬件设计，画出了总体设计框图，依次介绍了用到的主要元器件，然后详细描述了各个模块的电路设计。第四章是软件设计，分别画出本设计的主流程图和核心模块流程图，并作简单介绍。第五章是实物制作与调试，图文并茂的介绍了硬件电路的调试过程，列举了一些过程中遇到的问题并简述了解决方法。最后是总结全文，列举出参考文献，附上总电路图和程序代码，同时向帮助我完成设计的老师和同学表达感谢。
 
2.1 单片机的选择
方案①：51系列的STC89C51单片机
STC89C51单片机是一款低功耗高性能且性价比高的单片机，它拥有片上集成512字节随机存储器，4个8位I/O口线，内置复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断。工作电压3.3V-5.5V，工作频率0-40MHz。
方案②：51系列的STC15L204EA单片机
STC15L204EA具备自编写能力，相对于传统的51单片机，速度快6-12倍。工作电压2.4V-3.6V，2个16位可重装载定时器，兼容普通8051的定时器T0/T1，可实现时钟输出和PWM功能。
STC89C51是经济的8位微处理器，应用在很多场合，考虑到其具有功耗更低、寿命更长、价格更低等优点，因此选用方案1。
 

目  录
摘   要    I
ABSTRACT    II
第一章 引 言    1
1.1选题的目的和意义    1
1.2背景及国内外发展概况    1
1.3 本文的结构安排    2
第二章 方案选择    3
2.1 单片机的选择    3
2.2 湿度传感器的选择    3
2.3 显示模块的选择    4
2.4水泵的选择    4
2.5本设计的主要方案    4
第三章 硬件设计    6
3.1 总体电路框图设计    6
3.2 主要元器件介绍    6
3.2.1主控芯片STC89C51单片机    6
3.2.2 ADC0809模数转换芯片    8
3.2.3 YL-69土壤湿度传感器    10
3.2.4数码管    10
3.3 模块电路设计    11
3.3.1 单片机最小系统    11
3.3.2 湿度采集模块设计    12
3.3.3 A/D转换模块设计    14
3.3.4 显示模块设计    16
3.3.5 浇水模块设计    16
第四章 软件设计    18
4.1软件设计主流程    18
4.2A/D转换模块    20
4.3按键模块    22
第五章 实物制作与调试    24
5.1 实物部件组成    24
5.2 硬件电路调试    24
5.3 设计过程中遇到的主要问题和解决方法    26
总  结    27
参考文献    28
附录1    29
附录2    30
致  谢    35